《无机化学》第2章化学基础知识
无机化学第二章第二节 (2)
详细描述
在环境保护中,无机化合物也具有一定的应 用价值。例如,某些无机化合物可以用作水 处理剂,用于去除水中的杂质和有害物质; 某些无机化合物可以用作空气净化剂,用于
去除空气中的有害气体。
案例三:无机化合物的结构与性质的关系
要点一
总结词
要点二
详细描述
结构决定性质
无机化合物的结构决定了其性质。例如,碳原子的最外层 有四个电子,可以形成四个共价键,因此石墨具有良好的 润滑性能和导电性能;而硅原子的最外层有四个电子,也 可以形成四个共价键,但硅的电负性较小,因此硅橡胶具 有良好的绝缘性能和耐高温性能。
总结
本节主要介绍了无机化学中重要的化学键理论和性质 ,包括离子键、共价键、金属键和分子间作用力的基 本概念、形成原理和特点。
回顾
离子键的形成与性质,包括离子键的键能、离子的极 化作用和离子晶体;共价键的形成与性质,包括共价 键的类型、极性和非极性分子;金属键的形成与性质 ,包括金属原子的电子构型、金属晶格的类型和金属 的导电性;分子间作用力的形成与性质,包括范德华 力、氢键和分子间缔合。
和碳化物除外。
无机化学的研究内容包括无机物 的分类、命名、性质、制备、应 用以及无机反应的机理和规律等。
无机化学与有机化学的区别
01
02
03
研究对象不同
无机化学研究无机物质, 而有机化学研究有机物质。
物质性质不同
无机物质的性质通常比较 稳定,而有机物质的性质 较为活泼,容易发生化学 反应。
反应机理不同
03
无机化学第二章概述
第二章的主题和目标
主题
原子结构与元素周期表
目标
掌握原子结构的基本理论,理解元素周期表的构造和元素性质的周期性变化规 律。
无机化学 第二章 热化学 反应自发性
例 设反应物和生成物均处于标准状态,计算1mol乙炔完全 燃烧放出的能量。 解:从手册查得298.15K时,各物质的标准摩尔生成焓如下 。 5 C 2 H 2 ( g ) O 2 ( g ) 2 C O 2 ( g ) H 2 O (l ) 2 0 -393.509 -285.83 f H m ( 29 8 K ) / kJ mol 1 226.73
注意事项
应用物质的标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓时 需要注意
物质的聚集状态,查表时仔细
公式中化学计量数与反应方程式相符 数值与化学计量数的选配有关; 温度的影响 r H m ( T ) r H m ( 2 9 8 . 1 5 K )
思考:正反应与逆反应的反应热的数值相等,符号相反。 对吗? 答:对。这 也是热化学定律的重要内容。
热力学第三定律 在绝对零度时,一切纯物质的完美晶体的熵值都 等于零。
S (0 K) = 0 热力学第三定律也可以表述为“不能用有限的手段使一个物 体冷却到绝对零度”。
熵变的计算
熵值计算的参考点: S (0 K) = k ln 1 = 0 单位物质的量的纯物质在标准状态下的规定熵叫做该物质的 标准摩尔熵,以 Sm (或简写为S )表示。注意 Sm 的 SI 单位 为J. mol-1. K-1。 思考:指定单质的标准熵值是零吗? 与指定单质的标准焓有什么不同?
此式的意义是在等温等压下一个封闭系统所能做的最大非体积功max表示最大电功以后章节涉及内容自发任何温度2cog非自发任何温度caco升高至某温度时由正值变负值升高温度有利于反应自发进行降低至某温度时由正值变负值降低温度有利于反应自发进行大多数反应属于h同号的上述或两类反应此时温度对反应的自发性有决定影响存在一个自发进行的最低或最高温度称为转变温度t不同反应的转变温度的高低是不同的它决定于h与s的相对大小即t决定于反应的本性
无机化学各章节第2章 化学反应的基本原理知识点
第二章 化学反应的基本原理知识点一、基本概念:体系和环境;状态和状态函数;过程和途径;热与功;相;化学计量数与反应进度;焓;熵;吉布斯自由能。
① 状态函数的特征:状态一定值一定,途殊回归变化等,周而复始变化零。
② 热和功(非状态函数)符号:体系吸热 Q 为+ 体系放热 Q 为— 体系做功 W 为— 环境做功 W 为+ 体积功 : W=-P 外·ΔV ③ 化学计量数与反应进度:N 2 (g) + 3 H 2 (g) = 2 NH 3 (g)化学计量数 ν(N 2)= -1 ν(H 2) =-3 ν(NH 3) = 2 反应进度1mol :表示1mol N 2与3mol H 2作用生成2mol NH 312N 2 (g) + 32H 2 (g) = NH 3 (g) 化学计量数:ν(N 2)=-12 ν(H 2)=-32 ν(NH 3) = 1反应进度1mol :表示12mol N 2与32mol H 2作用生成1mol NH 3④ 熵:S(g)>S(l)>S(s) ; S (复杂)> S(简单) ; 气体:S(高温) > S (低温); S(低压) > S (高压); 固~液相溶,S 增大; 晶体析出,S 减小;气~液相溶,S 减小; 固体吸附气体,S 减小; 气体等温膨胀,S 增大 二、盖斯定律总反应的反应热等于各分反应的反应热之和。
若反应①+反应②→反应③,则()()()312r mr m r m H H H θθθ∆=∆+∆若反应①×2—反应②→反应③,则()()()3212r mr m r m H H H θθθ∆=∆-∆三、热力学第一定律:U Q W ∆=+ 四、化学反应的方向(298.15)()r m B f m BH k H B θθν∆=∆∑(298.15)()r m B m BS k S B θθν∆=∑(298.15)()r m B f m BG k G B θθν∆=∆∑(注:指定单质通常为稳定单质的()0f m H B θ∆=,()0f m G B θ∆=()()()()T (298k)T 298r m r m r m r m r m G T H T S T H S K θθθθθ∆=∆-∆≈∆-∆ 反应在标准状态下进行:若()0r mG T θ∆<,则反应正向自发进行;若()0r m G T θ∆=,则反应处于平衡状态;若()0r m G T θ∆>,则反应逆向自发进行。
大学《无机化学》知识点总结
无机化学第一章:气体第一节:理想气态方程1、气体具有两个基本特性:扩散性和可压缩性。
主要表现在:⑴气体没有固定的体积和形状。
⑵不同的气体能以任意比例相互均匀的混合。
⑶气体是最容易被压缩的一种聚集状态。
2、理想气体方程:nRT PV = R 为气体摩尔常数,数值为R =11--⋅⋅K mol J3、只有在高温低压条件下气体才能近似看成理想气体。
第二节:气体混合物 !1、对于理想气体来说,某组分气体的分压力等于相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。
2、Dlton 分压定律:混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。
3、(0℃= STP 下压强为 = 760mmHg = 76cmHg)第二章:热化学第一节:热力学术语和基本概念1、 系统与环境之间可能会有物质和能量的传递。
按传递情况不同,将系统分为: …⑴封闭系统:系统与环境之间只有能量传递没有物质传递。
系统质量守恒。
⑵敞开系统:系统与环境之间既有能量传递〔以热或功的形式进行〕又有物质传递。
⑶隔离系统:系统与环境之间既没有能量传递也没有物质传递。
2、 状态是系统中所有宏观性质的综合表现。
描述系统状态的物理量称为状态函数。
状态函数的变化量只与始终态有关,与系统状态的变化途径无关。
3、 系统中物理性质和化学性质完全相同而与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分叫做相。
相可以由纯物质或均匀混合物组成,可以是气、液、固等不同的聚集状态。
4、 化学计量数()ν对于反应物为负,对于生成物为正。
5、反应进度νξ0)·(n n sai k et -==化学计量数反应前反应后-,单位:mol第二节:热力学第一定律 0、 : 1、 系统与环境之间由于温度差而引起的能量传递称为热。
热能自动的由高温物体传向低温物体。
系统的热能变化量用Q 表示。
若环境向系统传递能量,系统吸热,则Q>0;若系统向环境放热,则Q<0。
《无机化学》第3版 宋天佑 第2章 化学热力学基础
此时,可以设计一个假想界面, 从分体积的概念出发,认为 VO 以内 是体系,以外是环境。
宇宙 体系和环境放在一起, 在热力学上称为宇宙。
按照体系和环境之间的物质及能量 的交换关系,可以将体系分为三类:
敞开体系、封闭体系和孤立体系
敞开体系 体系和环境之间 既有能量交换, 又有物质交换
封闭体系 体系和环境之间 有能量交换, 无物质交换;
折线 ABC 即是过程的 p-V 线。
p
16
1
V
1
16
图中两轴所表示的物理量的
单位之积为
105 Pa 10-3m3 =1.0 × 102 J
p
16
1
V
1
16
故图中的单位面积代表
1.0×102 J 体积功。
p
16
1
V
1
16
而 p-V 线下覆盖的面积即图
中阴影部分的面积为
1×(16 -1)=15 个 单位
p = 1105 Pa
恒温过程
p = 2105 Pa
V = 2 dm3
V = 1 dm3
V = V终 - V始 =1-2
= - 1 (dm3)
体积功 在热力学过程中, 体系对抗外压改变体积,产生体 积功。
在一截面积为 S 的 圆柱形筒内,理想气体 体系经历一热力学过程
截面积 S
I
受恒外力 F
蓄电池充电的化学反应, 是为了储存能量。
化学热力学,就是从化学反应的 能量出发,去研究化学反应的方向和 进行的限度的一门科学。
2. 1 热力学第一定律
2. 1. 1 热力学的基本概念和常用术语
体系 热力学中研究的对象, 称为体系。
环境 体系以外的其他部分, 称为环境。
无机化学笔记(第二章)
§2.1热力学的术语和基本概念2.2.1系统和环境1.被研究的物质和它们所占有的空间称为系统。
2.系统以外的,与系统密切相关、有相互作用的部分称为环境。
3.系统和环境之间可以有物质和能量的传递。
(1)封闭系统:系统和环境之间通过边界只有能量的传递,没有物质的传递。
因此系统的质量是守恒的。
(2)敞开系统:系统和环境之间通过边界既有物质的传递,也可以以热和功的形式传递能量。
(3)隔离系统:系统和环境之间没有任何相互作用,既没有物质通过边界,也没有与环境进行能量交换。
2.1.2状态和状态函数1.状态:热力学平衡态,系统的物理和化学性质的综合表现。
2.状态函数:用来说明、确定系统所处状态的宏观物理量。
如 n 、 T、 V、p……,是与系统的状态相联系的物理量。
3.状态函数的特点:状态函数的变化量只与体系的始态和终态有关,而与变化的过程无关P、V、T、n4.状态函数的特性:①定值性——状态确定,状态函数确定。
系统的变化,用状态函数的改变来描述。
②状态函数的改变,只与过程有关,而与途径无关。
在计算有关状态函数变化的问题时,只需明确系统的始态和终态即可,而不需考虑具体的变化途径。
③同一体系,状态函数之间相关。
2.1.3 过程与途径1. 状态变化的经过称为过程 (恒温、恒压、恒容、绝热过程)2. 系统由始态到终态所经历的过程叫途径3. 状态1 → 状态2 :途径不同,状态函数改变量相同;4. 状态一定时,状态函数有一个相应的确定值。
始终态一定时,状态函数的改变量就只有一个唯一数值。
5. 等压过程:压力恒定不变ΔP = 0;等容过程:ΔV = 0;等温过程:ΔT = 02.1.4 相(phase)1.系统中物理性质和化学性质完全相同的任何均匀部分叫作一个相。
相与相之间有明确的界面。
2.相可以由纯物质或均匀混合物组成。
只含有一个相的系统叫做均相系统或单相系统。
系统内可能有两个或多个相,相与相之间有界面分开,这种系统叫做非均相系统或多相系统。
无机化学第二章溶液
第二章 习题
1.稀溶液的依数性有( )、(
)
( )、(
)
2.稀溶液四个依数性中本质的是( )
三、溶液的凝固点降低
3. 溶液的凝固点降低原理图
P
纯溶剂
固相
Tf
Tf0
溶液
T
三、溶液的凝固点降低
4. 定量关系:ΔTf = Tf0–Tf = Kf bB
Kf:溶剂的摩尔凝固点降低常数,只与溶剂的本 性有关。
由上式可知,难挥发性的非电解质稀溶液的凝固点降
低只与溶质的bB有关,而与溶质的本性无关。
三、溶液的凝固点降低
100.0g
xA
18.02g m ol1
5.549m ol
100.0g 18.02g m ol1
0.02m ol (5.549
=0.9964
0.02)m ol
p = p0 xA = 2.338 kPa × 0.9964 = 2.330 kPa
答:蔗糖溶液的质量摩尔浓度是0.2000 mol.kg-1, 蒸气 压是2.330 kPa 。
【例】取0.149g谷氨酸溶于50.0g水,测得凝固点为0.188℃,试求谷氨酸的摩尔质量。
解:由 所以
Tf K f bB
0.188 1.86 0.149 1000 M 50.0
M=148 (gּmol-1)
按谷氨酸的分子式【COOHCH·(CH2)2·COOH】 计算,其摩尔质量应为147 gּmol-1。
第一节 溶液的浓度
3. 质量摩尔浓度:溶质B的物质的量除以溶剂的
质量
符号为bB
公式:bB= nB/mA (mol·kg-1)
4. 质量浓度(密度) : 溶质B的质量mB除以溶液的 体积V 符号为ρB
无机化学-化学基础知识
uA uB
ρ B
ρ A
ui:扩散速度 ρi:表示密度
由理想气体状态方程推得
Mr =
m V
·
RT p
Mr =ρ ·RpT
uA uB
ρ B
ρ A
uA uB
M r(B) M r(A)
同温同压下,气体的扩散速度与其相对分子质量的平
方根成反比。
2 - 1 - 5 气体分子的速率分布和能量分布
1 气体分子的速率分布
b. “反渗透技术”应用
例 2-5 在 26.6 g CHCl3 中溶解 0.402 g 难挥发性非电解 质溶质,所得溶液的沸点升高了0.432 K,CHCl3 的沸点 升高常数为 3.63 K·kg ·mol-1,求该溶质的平均摩尔质量 Mr。
解:由 Δ Tb = kb b,解得
b = Δ Tb kb
ΔN Δu
:单位速率间隔内分子的数目。
u : 代表分子的运动速率。
O
速率大的分子少;速率小的分子也少;速率居中的分 子较多 。
O
气体分子的速率分布 up :最概然速率 气体分子中具有 up 这种速率的分子数目最多,在分 子总数中占有的比例最大 。
O
不同温度下的气体分子运动速率的分布曲线 T2 > T1 温度升高时,气体分子的运动速率普遍增大,具有较 高速率的分子的分数提高,分布曲线右移。
解:由理想气体的状态方程 pV = nRT
得 n = pV/RT 即 m/M = pV/RT
M mRT pV
M
=
0.65×8.314×300 101×1
= 16 g ∙ mol-1
2 - 1 - 2 实际气体的状态方程
理想气体是在对于实际气体进行假定的基础上抽象出 的模型,实际气体的实验数据偏离理想气体的状态方程, 因此,必须对理想气体状态方程进行修正,才能够适用于 实际气体。
无机化学,化学基础知识
n =n1+ n2+
p
nRT V
分压的求解:
pB
nB RT V
p
nRT V
pB p
nB n
xB
pB
nB n
p
xB p
x B B的摩尔分数
例题:某容器中含有NH3、O2 、N2等气 体的混合物。取样分析后,其中 n(NH3)=0.320mol , n(O2)=0.180mol , n(N2)=0.700mol 。 混 合 气 体 的 总 压 p=133.0kPa。试计算各组分气体的分压。 解:n= n(NH3)+n(O2)+n(N2)
气压,溶液沸腾。
• 高山烧水;减压蒸馏
3 溶液的蒸气压
• 下面两者的饱和蒸气压是否相同?
纯水
蔗糖水
1)拉乌尔定律 (Raoult’ law)
• 在相同的温度下,溶
液的蒸气压下降。
蒸气压
• P=P0BXB
• 只适用于难挥发非电
解质稀溶液。
• 浓溶液会发生偏离
T
2) 溶液的沸点和凝固点
Boiling and freezing point
符合理想气体状态方程式的气体,称为理想 气体。
理想气体分子之间没有相互吸引和排斥 ,分子本身的体积相对于气体所占有体积完 全可以忽略。
理想气体状态方程式:
pV = nRT
R---- 摩尔气体常量
在STP下,p =101.325kPa, T=273.15K
n=1.0 mol时, Vm=22.414L=22.414×10-3m3
=0.320mol+0.180mol+0.700mol
p(=N1H.2030)molnNnH3 p
无机化学简明教程第2章 化学反应基本原理
无机化学
19
参考状态单质:一般是 T , p p 时最稳定的状态
如:H2(g),O2(g),石墨,白磷P4(s,白)
f H m (参考态单质 相态,T ) 0 f Hm (H , aq,T ) 0 , 各种物质的 f H m 多数小于零。 p.228 0 (参考态单质 相态,T ) ,
+Q
2)、分类
环境 Q
pex V2 V1 pex V
-W
体 系
-Q +W
环境 W
12
无机化学
二、热力学能
热力学能(U): 在不考虑系统的整体动能和势能的 情况下,系统内所有微观粒子的全 部能量之和(内能)。 无法测定热力学能的绝对值,只能确定其变化量。 U是状态函数: U U U1 U U U 2 U1 2 U1 U 2
3.0
1
2
n1 N 2 (2.0 3.0)mol 1 1.0mol N 2 1 n1 H 2 (7.0 10.0)mol 1 1.0mol H 2 3 无机化学
9
n1 H 2 (7.01H 2. )mol0 10.0)mol n 10 0 (7. 1 1.0mol 1.0mol 1 H 2 3 H 3 2 n1 NH3 2.0NH) mol( 2.0 0) mol ( n1 0 3 1 1 1.0mol 1.0mol NH3 2 NH3 2
r H(3) Δr H(1) Δr H(2) 110.53kJ mol1 m m m
无机化学
24
解法二:
C(s) O 2 (g)CO 2 (g)
无机化学第二章
0.320 nNH 3 133 .0kPa p( NH 3 ) p总 1.20V
g h
PB BRT
PG G RT PH H RT
PG PH G H RT g hab Kp a b a b PA PB A B g h a b n Kp KcRT KcRT
P P
G A
P
P P P
θ g θ a
H B
P P
θ h θ b
P 1.00 10 Pa 1atm
θ 5
KPθ —标准平衡常数
讨论: 对液相反应来说, Kθ 与K数值相等。 对气相反应来说, KPθ与KP数值不一定相等。 当KP单位是(atm)Δn时,数值相等。 当KP单位是(Pa)Δn时,数值不相等(除Δn=0) 复相反应 CaCO 3 ( s)
g h
Kp KcRT
R取值: 8.314
n
3 1 1
Pa m mol K 1 1 kPa L mol K
已知反应 2SO3(g) 求Kp。 解:根据公式:
O2(g) + 2SO2(g)
3
Kc 在温度1000K和压强100kPa时, 3.54 10 ,
xX(g) yY(aq) zZ(l)
x y
PX Y K a b PA B
平衡转化率:
平衡时某反应物消耗量 100 % 该反应物起始的量 起始浓度 平衡浓度 100 % 起始浓度
因为平衡状态是封闭系统中可逆反应的 最大反应限度,所以,又叫最高转化率。
二、标准平衡常数和吉布斯自由能变化
当
Kp KcRT
3
兰叶青 无机化学专业课考研复习第2章 溶液和胶体
p
pA* xB
p* A
nB nA nB
pA*
nB nA
Δp =
p A*·xB
=
pA*
nB=
nA
= pA*
nB mA / M A
pA*·bB·MA = K·bB
第二节
第二章
据此,拉乌尔定律又可表述为:一定温度下,难挥发 非电解质稀溶液的蒸气压下降与溶质的质量摩尔浓度 成正比。
若组成溶液的两组分间不产生相互作用,即在任
wB
mB m
第二节
第二章
2、物质的量浓度
物质的量浓度是指每升溶液中所含溶质B的物质
的量。物质的量浓度用符号cB或c(B)表示:
3、质量摩尔浓度
cB
nB V
1 kg 溶剂A中所含溶质B的物质的量,称为溶质 的质量摩尔浓度。溶b质B B的mnBA质量摩尔浓度用bB表示:
第二节
第二章
对于稀溶液,且要求不严格时,可用物质的量浓度近 似地代替质量摩尔浓度。
MB
Kb
mB mATb
MB
2.53
2.69 0.100 0.531
128
g·mol-1
第二节
第二章
3、凝固点下降
凝固点是指在一定的外压下,该物质的液相和固相 达到平衡共存时的温度。从蒸气压的角度而言,某物 质的凝固点就是固相蒸气压和液相蒸气压相等时的温 度。
△T f = K f ·b(B)
剂低的常凝数Tf是,固溶单点液位,的为Tf凝为K·固溶kg点液·m下的o降l凝–1,值固它,点与T;f 溶K=f是剂Tf溶的- T剂性f 的质,T有凝f 关固为点,纯降溶与 溶质的性质无关。
【例2-5】 有一蛋白质的饱和水溶液,每升含有蛋白 质5.18 g。已知在293.15 K时,溶液的渗透压为0.413 kPa。求算此蛋白质的摩尔质量。
无机化学第2章气体
pV = nRT
R — 摩尔气体常数。
在 p = 101.325 kPa 和 T = 273.15 K(标准状态下),1.0
mol 任何气体的体积 V 都是 22.414 L,由此可推出摩尔气体 常数 R 为: R= pV = nT 101.3 kPa × 22.414 L 1.0 mol × 273.15 K
分压与分压定律 i) 组分气体 理想气体混合物(在同一容器中,相互间不发生化学 反应,分子本身的体积和它们相互之间的作用力可略而不 计的几种不同气体形成的混合物)中每一种气体叫做组分 气体。
ii) 分压
组分气体 B 在相同温度下占有与混合气体相同体积时 所产生的压力,叫做组分气体 B 的分压 (pB)。
第二章 气 体
2.1 2.2 2.3 气体的性质 理想气体状态方程式 气体混合物及分压定律
2.4
2.5*
气体分子运动论
真实气体
2.6*
气体临界现象
无机化学
物质的状态
组成物质的粒子主要是原子、分子或离子。不 同温度和压力下,粒子间距离、相互作用力及粒子 的运动情况各异,从而使物质在宏观上呈现不同聚 集态。 自然界中物质在常温常压下主要以气态 (gaseous state)、液态(liquid state)和固态(solid state) 三种聚集状态存在。
x(CH4) = 1- x(O2) = 0.75
无机化学
po2
no2 RT V
0.188mol 8.314kPa L mol 1 K 1 273K 15.0L 28.45kpa
0.563mol 8.314kPa L mol 1 K 1 273K 15.0L 85.20 kpa
无机化学讲课化学基础知识
无机化学讲课化学基础知识目录1. 无机化学概述 (3)1.1 无机化学的基本概念 (3)1.2 无机化学的发展历程 (4)1.3 无机化学在现代科学中的地位和作用 (6)2. 无机化学的基本理论 (7)2.1 结构化学 (8)2.1.1 原子结构 (10)2.1.2 分子结构 (11)2.1.3 晶格结构 (13)2.2 化学键理论 (14)2.2.1 共价键 (16)2.2.2 离子键 (18)2.2.3 金属键 (19)2.3 配位化学 (20)2.4 过渡金属化学 (22)3. 无机化合物的性质和应用 (23)3.1 氧族元素化合物 (25)3.2 卤素和卤化物 (26)3.3 氮族元素和碳族元素 (29)3.4 硫和硒族元素 (30)3.5 金属及其化合物 (30)4. 无机合成与化学反应 (32)4.1 合成方法 (33)4.2 分解反应 (35)4.3 置换反应 (36)4.4 化合反应 (37)5. 无机材料的性质与应用 (38)5.1 无机非金属材料 (40)5.3 无机纳米材料 (43)6. 无机分析化学 (44)6.1 仪器分析 (45)6.2 化学分析 (47)6.3 光谱分析 (48)6.4 电化学分析 (50)7. 实验技术 (52)7.1 实验基本技能 (53)7.2 实验室安全 (54)7.3 无机化学实验技术操作 (55)7.4 反应安全及污染控制 (56)8. 无机化学中的挑战与机遇 (57)8.1 环境问题 (58)8.2 全球能源危机 (59)9. 未来展望 (62)9.1 无机化学的新领域 (63)9.2 技术创新与研究方向 (65)9.3 无机化学与人类未来 (66)1. 无机化学概述作为化学的一个重要分支,主要研究除碳、氢、氧、氮等少数简单元素以外的元素及其化合物的性质、组成、结构、制备和反应规律。
它涵盖了从微观的原子、分子结构到宏观的物质性质和变化规律的广泛内容。
大学无机化学第二章试题与答案
第二章 化学热力学基础本章总目标:1:掌握四个重要的热力学函数及相关的计算。
2:会用盖斯定律进行计算。
3:理解化学反应等温式的含义,初步学会用吉布斯自由能变化去判断化学反应的方向。
各小节目标:第一节:热力学第一定律了解与化学热力学有关的十个基本概念(敞开体系、封闭体系、孤立体系、环境、状态、状态函数、过程、途径、体积功、热力学能),掌握热力学第一定律的内容(△U=Q-W )和计算。
第二节:热化学1:掌握化学反应热的相关概念:○1反应热——指恒压或恒容而且体系只做体积功不做其它功的条件下,当一个化学反应发生后,若使产物的温度回到反应物的起始温度,这时体系放出或吸收的热量称为反应热。
()。
○2标准生成热——某温度下,由处于标准状态的各元素的指定单质生成标准状态的1mol 某纯物质的热效应。
符号f m H θ∆,单位:1J mol -•或1kJ mol -•)。
○3燃烧热——在100kPa 的压强下1mol 物质完全燃烧时的热效应。
符号:c m H θ∆;单位:1kJ mol -•。
2:掌握恒容反应热△U=Q v -W;恒压反应热Q p =△H恒容反应热和恒压反应热的关系:p V Q Q nRT =+∆3:掌握盖斯定律内容及应用○1内容:一个化学反应若能分解成几步来完成,总反应的热效应等于各步反应的热效应之和。
○2学会书写热化学方程式并从键能估算反应热。
第三节:化学反应的方向1:了解化学热力学中的四个状态函数——热力学能、焓、熵、吉布斯自由能。
2:重点掌握吉——赫公式r m r m r m G H T S θθθ∆=∆-∆的意义及计算。
3;建立混乱度、标准摩尔反应焓、标准摩尔反应自由能和标准熵以及标准摩尔反应熵的概念,并学会对化学反应的方向和限度做初步的讨论会运用吉布斯自由能判断反应的自发性。
Ⅱ 习题一 选择题1.如果反应的H 为正值,要它成为自发过程必须满足的条件是( ) A.S 为正值,高温 B.S 为正值,低温 C.S 为负值,高温 D.S 为负值,低温2.已知某反应为升温时rG 0值减小,则下列情况与其相符的是( ) A.rS 0<0 B.rS 0>0 C.rH 0>0 D.rH 0<03.该死定律认为化学反应的热效应与途径无关。
无机化学 第2章
湖南工程学院化学化工学院
θ Gm
△rHm - + + -
△rSm + - + -
△rGm= △rHm- T△rSm △rGm < 0 △rGm > 0
T>
T<
反应情况 任何温度下均为自发过程 任何温度下均为非自发过程 高温自发过程 低温自发过程
∆H ∆S
∆H ∆S
△rGm < 0 △rGm < 0
熵值大小与其组成、结构和物质的量等有关, 熵值大小与其组成、结构和物质的量等有关,
熵是体系的状态函数。 熵是体系的状态函数。
无机 化学 课件
湖南工程学院化学化工学院
化学反应的标准熵变的计算
∆ rSm = υ i S m ( 生成物) + ∑ i υ i S m ( 反应物) ∑ i
例1 试计算下列反应在298K时的△fH 由计算结果判断反应方向。 ⑴ N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g)
θ θ θ θ ∆ r Gm = [∆ f Gm (CaO) + ∆ f Gm (CO2 ) − ∆ f Gm (CaCO3 )
=[(-604.03) + (-394.359) - (-1128.79)] kJ·mol-1 =130.40 kJ·mol-1>0
无机 化学 课件
湖南工程学院化学化工学院
自发
NH4+(aq) + Cl-(aq)
△r H
m>
0
2. 化学反应的熵变
NH4Cl晶体中的NH4+和Cl-,
由晶体中整齐、有序的排列→溶液中混乱、 由晶体中整齐、有序的排列→溶液中混乱、无序的离子 即:系统有自动趋向于增大混乱度的倾向 熵 (entropy, S ) 符号: 。 符号:S。 体系混乱度越大,熵值越大.
大学无机化学第2章分子结构
sp 2个sp杂化轨道
sp杂化
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BeCl2
Be:1s22s2
Cl:1s22s22p63s23p5
BeCl2 键角 θ=180° 直线型分子
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hyzh@
(2)sp2杂化轨道:由1个s轨道和2个p轨道杂化得到 3个等同的sp2杂化轨道。每个轨道含有1/3 s和2/3 p的 成分,3个轨道处于同一平面,每个轨道间的夹角为 120º 。例如: BF3的形成 2p 2s 2 1 基态B价层电子排布: 2s 2p
1. s-p等性杂化 (1)sp杂化:1个s轨道和1个p轨道杂化得到两个等 同的sp杂化轨道。每个轨道含有0.5s和0.5p的成分,
两个轨道间的夹角为180º 。例如:BeCl2的形成
基态Be价层电子排布:2s2
2s
2p
在BeCl2分子形成中,Be原子轨道的杂化过程如下:
2s
2p
激发
2s
2p
激发态
第二章 分子结构 Molecular structure
新乡医学院化学教研室 范 秉 琳
E-mail: yaoxuejianyan@
Password: yaojian2015
物质的性质
分子的性质
分子的结构
化学键(chemical
bond)
分子中直接相邻的原子间强的相互作用 称为化学键。
2. 共价键的方向性:因为各原子轨道在空间分布方
向是固定的,为了满足轨道的最大程度重叠,原子 间形成的共价键,当然要具有方向性。
(三)共价键的类型
1.键: •成键轨道沿键轴方向头碰头重叠 •轨道重叠部分沿键轴呈圆柱形对称 •是最大重叠,可旋转,稳定性高
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p1
p2
②蒸汽压下降的规律
拉乌尔定律: 一定温度下难挥发性非电解质
稀溶液的蒸汽压下降值(△p)与
溶液质量摩尔浓度的关系: △p=K·b(B)
蒸汽压下降公式:△p=K·b(B)
△p :蒸汽压的下降值
K:比例常数 b(B):溶液的质量摩尔浓度
n (B ) b (B )= m (A )
(2)沸点升高
p总Vi = niRT
Vi ni pi φi= =x i= = V总 n 总 p总
结论: 体积分数=摩尔分数=压力分数
课本P17:
例题2-1: 在0.0100 m3容器中含有2.50×10-3 mol
H2、1.00×10-3 mol He和3.00×10-4 mol Ne,
在35℃时,各气体分压是多少?总压为多
m (B ) ρ(B )= V
单位:g/L
各种浓度表示方法比较
浓度表示方法 概念∑ 公式 单位
1、物质的量浓度 单位体积溶液中所含溶质B的物质的量
c (B )=
ρ(B )=
b (B )=
n (B ) mol/L V
m (B ) g/L V
n (B ) m (A )
mol/kg
2、质量浓度
单位体积溶液中所含溶质B的质量。
凝固点的降低与溶液的质量摩尔 浓度成正比:
△Tf=Kf·b(B)
凝固点降低公式:△Tf=Kf·b(B)
△Tf :凝固点降低数值。
Kf:凝固点降低常数。 b(B):质量摩尔浓度。
(Kf只随溶剂不同而不同 )
例题2-3:
溶解2.76 g甘油于200 g水中,测得凝 固点为-0.279℃,已知水的Kf=1.86 K· Kg· mol-1,求甘油的相对分子质量。
(1)物质的量(n):
①概念: 表示物质中含组成物质的基本单元数的 物理量。
包括:原子、分子、 原子团、电子、 光电子及其它粒子或组合
②单位: 摩尔(mol)
③阿伏伽德罗常数(NA): 每摩尔物质所含的基本单元数 = 阿伏伽德罗常数(NA) = 6.02×1023 mol-1 ④公式:
N n= NA
△产生渗透现象的必备条件:
①有半透膜存在
②半透膜隔开的两溶液必须是不同 浓度的。
④渗透压公式:
稀溶液的渗透压力与溶液的 物质的量浓度和温度的关系同理 想气体方程一致。即:
理想气体方程: pV=nRT
渗透压方程: ∏V=nRT n 即: ∏= RT =C (B ) R T V
渗透压公式:
Π=c(B ) R T
第二章
化学基础知识
一、化学基本概念
1、分子、原子
(1)分子: 分子是保持物质化学性质的前提下, 物质分割的极限。
或者说,分子是保持物质化学性质 的最小颗粒。
(2)原子:
原子是构成物质的另一种微粒, 原子在化学反应中不能再分。
或者说,原子是进行化学反应的 基本微粒。
练习:
填空:
原子。 1、物质进行化学反应的基本微粒是____
单位: mol/L
例如: 某NaOH溶液500mL中含有NaOH 1mol, 问该溶液的物质的量浓度为多少? 解:
n (NaOH ) 1m ol c (NaOH )= = =2m ol / L V 0.5L
(4)质量摩尔浓度:b(B)
指溶质B的物质的量除以溶剂的质量。
公式:
n (B ) b (B )= m (A )
例如: 现将58.5g氯化钠溶于162g水中配成 氯化钠溶液,求该氯化钠溶液的摩尔分数 。
解:
溶液的组成:溶质B + 溶剂A B=NaCl A=H2O
n (B ) x (B )= n(A )+n(B )
(3)物质的量浓度:CB 指溶液中所含溶质B的物质的量与溶 液的体积之比。
公式:
n (B ) c (B )= V
依数性
蒸汽压下降 沸点升高 凝固点降低
公式
△p = K b(B) △T b = Kb b(B)
△T f = Kf b(B) Π = c(B) R T
4
渗透现象
例题2-4:
某溶质的水溶液 bB=0.001 mol· Kg-1 , 求此溶液的蒸气压降低△p、凝固点减低 △Tf、沸点升高△Tb及渗透压的值。
溶液的依数性:
1、蒸汽压下降
2、沸点升高 3、凝固点降低
4、渗透现象
例如: 选择题:
水 → 稀溶液
水中加入乙二醇,则溶液的( A )。
A. B. C. D.
蒸汽压下降 蒸汽压上升 冰点升高 沸点降低
溶液的依数性:
1、蒸汽压下降
2、沸点升高 3、凝固点降低
4、渗透现象
(1)蒸汽压下降:
①示意图: 水 → p1>p2 蒸汽压下降 稀溶液
分子。 2、保持物质化学性质的最小颗粒是____
2、元素、核素及同位素
(1)元素:
元素是原子核内质子数(即核电荷数)
相同的一类原子的总称。
△元素的分类标准是:核电荷数(质子数)
例如: 氯原子与氯离子 → 同种元素:氯元素
核电荷数17
核电荷数17
(2)核素:
①概念:
具有一定数目质子和一定数目中子
的原子称为一种核素。
单位:无量纲
(2)摩尔分数(物质的量分数):(x)
溶质B(或者溶剂A)的物质的量除以混合 物中各组分物质的量之和。
公式
n (B ) x (B )= 溶质B的摩尔分数: n (A )+n(B)
溶剂A的摩尔分数: x (A )= x(A)+ x(B)=1
n (A ) n (A )+n(B)
单位:无量纲
V总 = ∑ V i
例如:课本P16:图2-2
④体积分数(φi): 该组分气体的分体积(Vi)与总体积 (V总)之比。
⑤摩尔分数(xi):
Vi φi= V总
该组分气体的物质的量(ni)与总物 质的量(n总)之比。
ni x i= n总
⑥公式推导:
p总V总=n总RT
pV=nRT →
piV总 = niRT
晶体 (粒子规则排列的固体)
固体
非晶体 (粒子不规则排列的固体)
(3)晶体的特征:
①有一定的几何外形: 食盐晶体(立方体形) 例如: 明矾晶体(八面体形)
石英晶体(六角柱体形) ②有固定的熔点:
例如:冰的熔点(0℃) ③各向异性: (即:某些性质具有方向性) 例如:石墨:层状结构,平行各层的方向上 其导电、传热性更好。
三、溶液
概念:
物质以分子、原子或离子状态
分散于另一种物质中所形成的均匀而
稳定的分散体系都称为溶液。
溶液的组成:
溶质 (B ) 溶液 溶剂 (A ) 例如: 溶质B:NaCl 食盐水溶液 溶剂A:水
1、溶液浓度的表示方法
(1)溶质B的质量分数(ωB):
指溶质的质量与溶液的质量之比。 公式:
m (B ) w (B )= m (溶液)
少?
2、多; ②具有流动性;
③有一定体积而无一定形状。
(2)液体的蒸气压: 液体 蒸发 凝聚 蒸气
①概念: 在恒定温度下,与液体平衡的蒸气称 为饱和蒸气压,简称蒸气压。
②意义:
表示液体在一定温度下挥发性的大小, 蒸气压越大,物质越容易挥发。 ③影响因素:温度(随温度升高而增大)
②核素的表示符号:
A X Z
质量数
元素 质子数
补充:
①概念:
质量数:
质子数与中子数之和称为质量数。
例如:
质量数 = 质子数 + 中子数 (N) (A ) (Z )
8 ,质量数:___ 17, 质子数:___
17 8O
9。 中子数:___
③核素的分类:
稳定核素 (原子核稳定)
核素
放射性核素 (原子核不稳定)
(1)相对原子质量Ar:
以12C核素的一个原子质量的1/12作 标准,其它元素一个原子的质量跟它比较 所得的值,就是这种核素的相对原子质量。 (2)相对分子质量Mr: 构成该分子的各原子的相对原子质量 的总和。
二、物质的聚集状态:
气体
物质的聚集状态
液体 固体
1、气体
扩散性、可压缩性 (1)基本特征:
①分压力: 混合气体中某一种组分气体所产生的 压力称为该组分气体的分压力。
②道尔顿分压定律:
混合气体的总压(p总)等于各组分气 体的分压之和。 即: p总 = p1 + p2+ p3 + … + pi p总 = ∑ p i
③分体积定律:
混合气体的总体积(V总)等于各组分
气体的分体积之和。 即: V总 = V1 + V2+ V3 + … + Vi
②单位: g/mol
③公式: ④例如:
m n= M
12 C的摩尔质量:M(C)=______g/mol
CO2的摩尔质量:M(CO2)=______g/mol 44
OH-的摩尔质量:M(OH-)=______g/mol 17
1 18g纯水的物质的量:n(H2O)=______mol
4、相对原子质量和相对分子质量:
B → B' 沸点升高
①沸点升高的规律
沸点升高与溶液的质量摩尔浓度 成正比:
△Tb=Kb·b(B)
沸点升高公式:△Tb=Kb·b(B)
△Tb :沸点升高数值。
Kb:沸点升高常数。 b(B):质量摩尔浓度。
(Kb只随溶剂不同而不同)
( 3 )凝固点降低: A → A'
凝固点降低
①凝固点降低的规律:
Π:溶液的渗透压力。[ 单位:Pa ]
c(B):物质的量浓度。[ 单位:mol/m3 ]